CN103558727A - 一种立体影像拍摄装置的万向调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立体影像拍摄装置的万向调节装置，包括支座，支座通过第一铰接轴铰接有第一角度调节座，支座上安装有第一角度驱动装置，第一角度驱动装置包括第一步进电机及第一齿轮螺旋组件，第一齿轮螺旋组件包括相互啮合的齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ，齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ均连接有第一螺旋传动机构，两个第一螺旋传动机构上均设置有与第一角度调节座抵接的伸缩件，两个伸缩件分别位于第一铰接轴的两侧，齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ相啮合而反向转动，并通过第一螺旋传动机构带动相应的伸缩件朝相反方向移动，从而使第一角度调节座绕第一铰接轴转动。本发明采用步进电机驱动，并利用螺旋传动机构的螺旋放大原理，大大提高了角度调节的精度，整体结构简单，易于实现。

Description

一种立体影像拍摄装置的万向调节装置

技术领域

本发明涉及立体影像拍摄装置，特别是一种立体影像拍摄装置的万向调节装置。

背景技术

随着科学技术的不断发展和生活水平的不断提高，人们对视觉影像的要求也越来越高，视觉影像逐渐由2D向着3D发展，3D影像的拍摄装置也逐步应用到了电视或电影等行业的拍摄中。现有的立体影像拍摄装置中摄像机依靠装拆固定结构来改变镜头的角度，调节麻烦，往往需要经过多次拆卸重置才可到达所需调节效果，调节效率低，而且其精度高低容易受操作者的因素影响，阻碍了立体影像拍摄装置的快速长远发展。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种可对摄像机的水平转角或俯仰转角进行高精度调节的立体影像拍摄装置的万向调节装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种立体影像拍摄装置的万向调节装置，包括与拍摄装置主机架连接的支座，支座通过第一铰接轴铰接有第一角度调节座，所述支座上安装有驱动第一角度调节座绕第一铰接轴转动的第一角度驱动装置，第一角度驱动装置包括第一步进电机及由第一步进电机驱动的第一齿轮螺旋组件，第一齿轮螺旋组件包括相互啮合的齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ，齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ均连接有将旋转运动转换为直线运动的第一螺旋传动机构，两个第一螺旋传动机构上均设置有与第一角度调节座抵接的伸缩件，上述两个伸缩件分别位于第一铰接轴的两侧，齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ相啮合而反向转动，并通过第一螺旋传动机构带动相应的伸缩件朝相反方向移动，从而使第一角度调节座绕第一铰接轴转动。

作为上述技术方案的改进， 所述第一螺旋传动机构还包括固定安装于支座上的第一套筒，所述第一套筒与伸缩件的外侧螺纹连接，两个第一螺旋传动机构的伸缩件分别与齿轮Ⅰ、齿轮Ⅱ固定连接。

进一步，所述第一齿轮螺旋组件还包括与第一步进电机连接的第一主动齿轮，第一主动齿轮与齿轮Ⅰ相啮合，且第一主动齿轮的齿数小于齿轮Ⅰ的齿数以形成减速结构。

进一步，所述第一角度调节座通过第二铰接轴铰接有第二角度调节座，所述第二铰接轴的轴线与第一铰接轴的轴线垂直，第一角度调节座上安装有驱动第二角度调节座绕第二铰接轴转动的第二角度驱动装置，第二角度驱动装置包括第二步进电机及由第二步进电机驱动的第二齿轮螺旋组件，第二齿轮螺旋组件包括相互啮合的齿轮Ⅲ和齿轮Ⅳ，齿轮Ⅲ和齿轮Ⅳ均连接有将旋转运动转换为直线运动的第二螺旋传动机构，两个第二螺旋传动机构上均设置有与第二角度调节座抵接的顶伸件，上述两个顶伸件分别位于第二铰接轴的两侧，齿轮Ⅲ和齿轮Ⅳ相啮合而反向转动，并通过第二螺旋传动机构带动相应的顶伸件朝相反方向移动，从而使第二角度调节座绕第二铰接轴转动。

进一步，所述第二螺旋传动机构包括固定安装于第一角度调节座上的第二套筒，所述第二套筒与顶伸件的外侧螺纹连接，两个第二螺旋传动机构的顶伸件分别与齿轮Ⅲ、齿轮Ⅳ固定连接。

进一步，所述第二齿轮螺旋组件还包括与第二步进电机连接的第二主动齿轮，第二主动齿轮与齿轮Ⅲ相啮合，且第二主动齿轮的齿数小于齿轮Ⅲ的齿数以形成减速结构。

进一步，所述支座上相对应的两端设置有滑槽，滑槽上滑动嵌装有固定安装于拍摄装置主机架上的导轴，所述支座的一侧设有固定安装于拍摄装置主机架上的滑动步进电机，滑动步进电机通过丝杆连接支座以驱动支座沿导轴滑动。

本发明的有益效果是：本发明通过第一步进电机驱动齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ，齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ相互啮合而反向转动，并通过各自连接的螺旋传动机构带动相应的伸缩件朝相反移动，由于两个伸缩件位于第一铰接轴的两侧，当其中一个伸缩件前伸顶触第一调节座一侧时，另一个伸缩件同步后缩顶触第一调节的另一侧，从而实现对第一角度调节座绕第一铰接轴转动的角度调节。本发明采用步进电机驱动，并利用螺旋传动机构的螺旋放大原理，大大提高了角度调节的精度，整体结构简单，易于实现。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的安装结构示意图；

图2是本发明的安装状态分解示意图。

具体实施方式

参照图1和图2，本发明的一种立体影像拍摄装置的万向调节装置，包括与拍摄装置主机架连接的支座1，支座1通过第一铰接轴2铰接有第一角度调节座3，所述支座1上安装有驱动第一角度调节座3绕第一铰接轴2转动的第一角度驱动装置，第一角度驱动装置包括第一步进电机41及由第一步进电机41驱动的第一齿轮螺旋组件，第一齿轮螺旋组件包括相互啮合的齿轮Ⅰ43和齿轮Ⅱ44，齿轮Ⅰ43和齿轮Ⅱ44均连接有将旋转运动转换为直线运动的第一螺旋传动机构，两个第一螺旋传动机构上均设置有与第一角度调节座3抵接的伸缩件46，上述两个伸缩件46分别位于第一铰接轴2的两侧，齿轮Ⅰ43和齿轮Ⅱ44相啮合而反向转动，并通过第一螺旋传动机构带动相应的伸缩件46朝相反方向移动，从而使第一角度调节座3绕第一铰接轴2转动。

本发明通过第一步进电机41驱动齿轮Ⅰ43和齿轮Ⅱ44，齿轮Ⅰ43和齿轮Ⅱ44相互啮合而反向转动，并通过各自连接的螺旋传动机构带动相应的伸缩件46朝相反移动，由于两个伸缩件46位于第一铰接轴2的两侧，当其中一个伸缩件46前伸顶触第一调节座一侧时，另一个伸缩件46同步后缩顶触第一调节的另一侧，从而实现对第一角度调节座3绕第一铰接轴2转动的角度调节。本发明采用步进电机驱动，并利用螺旋传动机构的螺旋放大原理，大大提高了角度调节的精度，整体结构简单，易于实现。

进一步，所述第一螺旋传动机构还包括固定安装于支座1上的第一套筒45，所述第一套筒45与伸缩件46的外侧螺纹连接，两个第一螺旋传动机构的伸缩件46分别与齿轮Ⅰ43、齿轮Ⅱ44固定连接。在此，所述伸缩件46与相应的齿轮通过螺纹固定连接，所述支座1设置有过孔47，所述第一套筒45远离相应齿轮的一端穿过过孔47后用固定螺母48固定于支座1上，上述结构中齿轮Ⅰ43和齿轮Ⅱ44相啮合反向转动，并带动相应的伸缩件46相对第一套筒45朝相反方向移动，在此过程中齿轮Ⅰ43和齿轮Ⅱ44即转动又跟随各自连接的伸缩件46前后移动，由于前后移动的距离很小，齿轮Ⅰ43和齿轮Ⅱ44始终保持相啮合而不会脱离。上述只是优选实施例，当然第一螺旋传动机构也可以实施为：包括与齿轮Ⅰ43或齿轮Ⅱ44固定连接的传动套，传动套可转动地安装于支座1上，所述伸缩件46外侧与传动套螺纹连接，该结构中齿轮Ⅰ43和齿轮Ⅱ44相啮合反向转动，带动其各自连接传动套反向转动，并通过传动套带动相应的伸缩件46朝相反方向移动，此过程中齿轮Ⅰ43和齿轮Ⅱ44只转动而不移动，但其安装结构较复杂。第一螺旋传动机构还可以实施为：包括与支座1固定连接的螺杆，螺杆的外侧螺纹连接有螺旋套，螺旋套一端与齿轮Ⅰ43或齿轮Ⅱ44固定连接，另一端与伸缩件46固定连接或一体成型，该结构中齿轮Ⅰ43和齿轮Ⅱ44相啮合反向转动，通过螺旋套带动相应的伸缩件46相对螺杆朝相反方向移动，在此过程中齿轮Ⅰ43和齿轮Ⅱ44即转动又跟随各自连接的螺旋套前后移动。

进一步，所述第一齿轮螺旋组件还包括与第一步进电机41连接的第一主动齿轮42，第一主动齿轮42与齿轮Ⅰ43相啮合，且第一主动齿轮42的齿数小于齿轮Ⅰ43的齿数以形成减速结构，该减速结构降低了齿轮Ⅰ43和齿轮Ⅱ44的转速，避免转速太快而降低控制精度。

为了实现对摄像机的水平角度调节和俯仰角度调节，以满足不同的拍摄需求，所述第一角度调节座3通过第二铰接轴5铰接有第二角度调节座6，所述第二铰接轴5的轴线与第一铰接轴2的轴线垂直，第一角度调节座3上安装有驱动第二角度调节座6绕第二铰接轴5转动的第二角度驱动装置，第二角度驱动装置包括第二步进电机71及由第二步进电机71驱动的第二齿轮螺旋组件，第二齿轮螺旋组件包括相互啮合的齿轮Ⅲ73和齿轮Ⅳ74，齿轮Ⅲ73和齿轮Ⅳ74均连接有将旋转运动转换为直线运动的第二螺旋传动机构，两个第二螺旋传动机构上均设置有与第二角度调节座6抵接的顶伸件76，上述两个顶伸件76分别位于第二铰接轴5的两侧，齿轮Ⅲ73和齿轮Ⅳ74相啮合而反向转动，并通过第二螺旋传动机构带动相应的顶伸件76朝相反方向移动，从而使第二角度调节座6绕第二铰接轴5转动。该第二角度驱动装置的工作原理与第一角度驱动装置的工作原理一样，在此不再赘述。类似地，第二螺旋传动机构包括固定安装于第一角度调节座3上的第二套筒75，所述第二套筒75与顶伸件76的外侧螺纹连接，两个第二螺旋传动机构的顶伸件76分别与齿轮Ⅲ73、齿轮Ⅳ74固定连接。所述第二齿轮螺旋组件还包括与第二步进电机71连接的第二主动齿轮72，第二主动齿轮72与齿轮Ⅲ73相啮合，且第二主动齿轮72的齿数小于齿轮Ⅲ73的齿数以形成减速结构。该减速结构降低了齿轮Ⅲ73和齿轮Ⅳ74的转速，避免转速太快而降低控制精度。

为了实现对摄像机的水平移动或者高度调节，所述支座1上相对应的两端设置有滑槽8，滑槽8上滑动嵌装有固定安装于拍摄装置主机架上的导轴9，所述支座1的一侧设有固定安装于拍摄装置主机架上的滑动步进电机101，滑动步进电机101通过丝杆102连接支座1以驱动支座1沿导轴9滑动。在此，滑动步进电机101的输出端与丝杆102连接，丝杆102另一端螺纹连接与支座1固定连接的连接螺母103，滑动步进电机101通过丝杆102与连接螺母103配合的结构驱动支座1沿导轴9滑动，从而实现支座1的位移调节。

本发明使用时，将立体影像拍摄装置的摄像机直接或者间接安装于第二角度调节座6上，通过第一步进电机41、第二步进电机71及滑动步进电机101即可对摄像机的俯仰角度、水平转角及位移调节，可以满足不同拍摄场合的需求，而且调节精度高。

 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/ 或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种立体影像拍摄装置的万向调节装置，包括与拍摄装置主机架连接的支座（1），支座（1）通过第一铰接轴（2）铰接有第一角度调节座（3），其特征在于：所述支座（1）上安装有驱动第一角度调节座（3）绕第一铰接轴（2）转动的第一角度驱动装置，第一角度驱动装置包括第一步进电机（41）及由第一步进电机（41）驱动的第一齿轮螺旋组件，第一齿轮螺旋组件包括相互啮合的齿轮Ⅰ（43）和齿轮Ⅱ（44），齿轮Ⅰ（43）和齿轮Ⅱ（44）均连接有将旋转运动转换为直线运动的第一螺旋传动机构，两个第一螺旋传动机构上均设置有与第一角度调节座（3）抵接的伸缩件（46），上述两个伸缩件（46）分别位于第一铰接轴（2）的两侧，齿轮Ⅰ（43）和齿轮Ⅱ（44）相啮合而反向转动，并通过第一螺旋传动机构带动相应的伸缩件（46）朝相反方向移动，从而使第一角度调节座（3）绕第一铰接轴（2）转动。

2.根据权利要求1所述的一种立体影像拍摄装置的万向调节装置，其特征在于：所述第一螺旋传动机构还包括固定安装于支座（1）上的第一套筒（45），所述第一套筒（45）与伸缩件（46）的外侧螺纹连接，两个第一螺旋传动机构的伸缩件（46）分别与齿轮Ⅰ（43）、齿轮Ⅱ（44）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种立体影像拍摄装置的万向调节装置，其特征在于：所述第一齿轮螺旋组件还包括与第一步进电机（41）连接的第一主动齿轮（42），第一主动齿轮（42）与齿轮Ⅰ（43）相啮合，且第一主动齿轮（42）的齿数小于齿轮Ⅰ（43）的齿数以形成减速结构。

4.根据权利要求1至3所述的任一种立体影像拍摄装置的万向调节装置，其特征在于：所述第一角度调节座（3）通过第二铰接轴（5）铰接有第二角度调节座（6），所述第二铰接轴（5）的轴线与第一铰接轴（2）的轴线垂直，第一角度调节座（3）上安装有驱动第二角度调节座（6）绕第二铰接轴（5）转动的第二角度驱动装置，第二角度驱动装置包括第二步进电机（71）及由第二步进电机（71）驱动的第二齿轮螺旋组件，第二齿轮螺旋组件包括相互啮合的齿轮Ⅲ（73）和齿轮Ⅳ（74），齿轮Ⅲ（73）和齿轮Ⅳ（74）均连接有将旋转运动转换为直线运动的第二螺旋传动机构，两个第二螺旋传动机构上均设置有与第二角度调节座（6）抵接的顶伸件（76），上述两个顶伸件（76）分别位于第二铰接轴（5）的两侧，齿轮Ⅲ（73）和齿轮Ⅳ（74）相啮合而反向转动，并通过第二螺旋传动机构带动相应的顶伸件（76）朝相反方向移动，从而使第二角度调节座（6）绕第二铰接轴（5）转动。

5.根据权利要求4所述的一种立体影像拍摄装置的万向调节装置，其特征在于：所述第二螺旋传动机构包括固定安装于第一角度调节座（3）上的第二套筒（75），所述第二套筒（75）与顶伸件（76）的外侧螺纹连接，两个第二螺旋传动机构的顶伸件（76）分别与齿轮Ⅲ（73）、齿轮Ⅳ（74）固定连接。

6.根据权利要求4所述的一种立体影像拍摄装置的万向调节装置，其特征在于：所述第二齿轮螺旋组件还包括与第二步进电机（71）连接的第二主动齿轮（72），第二主动齿轮（72）与齿轮Ⅲ（73）相啮合，且第二主动齿轮（72）的齿数小于齿轮Ⅲ（73）的齿数以形成减速结构。

7.根据权利要求1所述的一种立体影像拍摄装置的万向调节装置，其特征在于：所述支座（1）上相对应的两端设置有滑槽（8），滑槽（8）上滑动嵌装有固定安装于拍摄装置主机架上的导轴（9），所述支座（1）的一侧设有固定安装于拍摄装置主机架上的滑动步进电机（101），滑动步进电机（101）通过丝杆（102）连接支座（1）以驱动支座（1）沿导轴（9）滑动。

Images